2009年度『計算モデル諭』 期末試験問題 (猪 股)2009/01/29 ■ 解答 上の注意 い いな文章 (正 答 とも な文字 でわか りやす い文章 を書 くこ と.あ ま ●誰 もが読 める (読 み間違 い しな い)よ うに 丁事 売)は リオ ドとコ ンマの判言 しな い。 また,判 読 で きない文軍 (た とえば,ピ 誤答 とも意 味が とれ る文章 )は 正答 とは fiWii[∵ :Fも 皇 「∵ T[猟 曇 う 詳ギ 増「吾想 る 。 あ ;ill替 T「 │こ .[槽 ][ギ :曇 ::│ま }を 表す ●Nは 自然数全体からなる集合 {0,1,2,3,… ・ . 1.次 の ように定義 され るチ ュー リング機械 TAイ 4を 考 TAイ 4=<I(4,Σ 4,δ 4,90,9∬ える。 (25点 ) > ただ し,bを 空 自 とす る 記号の集合 Σ4={0,1,ち #,△ }, 状態の集合 κ4={90,91,92,9〃 }, . δ 4の 各値 を図 1(a)の 重力作図によって定める F/1が 己号列 を 書 き込 まれている.こ の言 の言 己号 として 1ま たは 0の 記号 “ 初期状態においては,テ ープ上に空自以外 己号列 χ の左端言 己号 のマス ロとす る.TAイ 4は ,入 力言 ヘ は の ,π 位置 ッド おける 態に .初 期状 己号列 とよぶ で表 し,入 力言 ープ上にはこれ ら以外 の文字 も書 かれていることもある). る に応 じて,記 号 *ま たは #を 書 き込んで停止す (テ . o動 o)入 力言己号列 1010 作図 o/十 R ′ R ■/十 ′ (c)入 力記号 列 001 図 1:チ ユー リング機械:T_lF4 テ ープ上に書 かれてあ ある とき,チ ユー リング機lll alf4が 停止 した時に 図 1(b)の ように入力記 号列 が 1010で る非空 自記号 列 を答 え よ した時 にテ ープ上に書 かれてあ る が 001で ある とき,チ ユー リング機械 T_lf4が 停止 (b) 図 1(C)の ように入力記号列 非空 自記号 列 を答 え よ。 しなが ら文章 で答 いて停止す るのは, どのよ うな入力記号列 の ときか Jllを 示 このチ ュー リング機械 T lf4が *を 書 (a) . えよ . (d) このチ ュー リング機械 TM4が #を 書 いて 停止す るのは, 答 え よ. (e)TM4が TM4が 己号 列 の と言か例 を示 しなが ら文章 で どの ような入力言 _ *を 書 いて唇・止 す る ´ _,山 ^'゛ エ ワ えンス *以 外 の非 空 白記号 も残 って い る場 合が ある。 そ こで *の 1文 字 だけになるように図 1(a)を 修 ときには,常 にテ ープ上 の非 空 自記号 列 は *を 書 いて動作 を停止 した ときに,テ ープ上には 正 せ よ.状 態 の集 合の要素 は必要 に応 じて追加 せよ . , 2.以 下 の 間に答え よ.答 は最 も適 当な ものを解答欄 に記 入せ よ.(12点 ) o Tω =am7344+""7ぽ +Ю 6η のとき,OCO)=回 Oο いう+列 ② 〉を簡単にすると00つ である。 である . ― ーと ば ダ よ れる 数 )は 定 Oο (E≡ ≡ す コ . (a)あ るアルゴ リズムを用いて問題 を解くとき,解 き終わるまでの時間は,入 カデータの量に依存する。この入カデー ま の わ 諷 問 こ 墓 。 量Ⅱ量禁 回 牌¨ 回 物式 "れ 6:暑 :唇 J:こ FttЫ . (f)あ る問題 の解法 の時間計算量が問題 の [(4)コ の指数 関数 である とき,そ の問題 は [(6)]問 題 とい う。 3.チ ュー リングの提 ロ ロを弓1用 しなが ら計算可 能性 について述 べ よ。 (7点 ) 4オ ーダー記法を用いる際に気をつける事を例をあげて言党日 月せよ.(6点 ) 問題 は裏 に もある 次 の ように各述語 の意 味 を定める . (25点 ) 好意 攘 夷志士 (2) ライバル し ,υ ) 0ま ) α 好物 (2,υ ) 恋敵 (π ,υ ) この とき,以 下 のような言 命理 プロ グラム 別人 (2,υ ) α (α ,ν α の恋敵 は υだ"― “ "の と υ は別 人である"― (“ ) 好物 は νだ"― “ のペ ッ トは υ だ"― 真選組 (a) ベ ツ ト (・ ,υ ) α π は ν に好意がある"― “ は真選糸 且のメンバ ー"― α 万事屋 α “ は万事 屋 のメンバー"― “ α は攘 夷志士"― “ %と υ はライバ ル だ"― *1)を υ を追跡す る"― は逃亡す る"一 追跡 (“ ,υ ) 逃亡 (π ) 考 える。 -1) 万事 屋 (銀 時)← ― ● “幼 ― → ― “→ -0 “ 0-0 “ 万事屋 (新 八)← 万事屋 (神 楽 )← 真選組 (土 方十 四郎)← 真選組 に 藤勲 )← 真選組 (,中 田総悟 )← 懐 夷志士 (桂 小太郎)← ペ ッ ト (神 楽 ,定 春 )← 0-つ -0 -0 “ (5-10 “ ペ ッ ト (桂 ,エ リザ ベ ス)← ライバル (神 楽 ,沖 田総悟 )← ライバル (銀 時,土 方十 四郎)← ライバル (を (5-11) ,J)← ライバル (卜 12) (プ ,じ ) 恋敵 C,υ )← 好意 (し ,υ ),好 意 逃亡 (c)← 追跡 (d,c) (υ ,υ ),別 人 (2,υ ) (5-14) 追跡 (2,υ )← 真選組 (2),攘 夷志士 (υ ) (5-15) 好意 (近藤勲 ,妙 )← 好意 (猿 飛 あやめ,銀 時)← (5-16) 好意 (柳 生 九兵衛 ,妙 )← 好物 (銀 時,い ち ご牛手し )← (5-18) 好物 (神 楽 ,酢 昆布)← 好物 (土 方十 四郎,マ ヨネ ーズ)← (5-20) (5-17) (5-19) (5-21) 別 人 (た ,J)← たと Jは 異 なる定数 SLD反 駁 にお い て,確 定節 の優先順位 を列学順 (節 香号 の若 い もの を優先 的に選 ぶ)と を次 の 目標 とす る選択法 とせ よ . なお,SLD反 駁 を記述 する際には,次 の形式 で記述 せ よ . 目標節 または導 出節 (節 番 号) [変 数 ← 万事屋 (5-1) [π □ *1):『 銀魂』 をもとに作成 (5-13) (“ ) へ束縛 (代 入)] =銀 時 ] (5-22) し , 目標 節 の 最 左 の リテ ラル (a)“ ← ペ ッ ト (神 楽 ,p)"を 目標節 として,SLD反 駁 をした とき,わ か ることを文章 で述 べ よ。 (b)“ ← 好物 (P,9)"を 目標節 として,SLD反 駁 を した とき,わ かることを文章 で述 べ よ . ← ライバル (P,9),万 事 屋 (p),真 選組 (9)"と した とき, この 目標節 が表 して い る 内容 (何 がわか るのか) (c)目 標節 を “ をで きるだけ こなれた 日本語で答えな さい。 (d)SLD反 駁 によって,“ ある懐 夷志 士 (p)の ペ ッ トが何 (q)か "を 調 べ たい。 そのため の 目標節 を答えな さい。 (e)“ ← 恋敵 (P,Illl生 九兵衛)"を 目標節 とし,SLD反 騒 をす る(解 答用紙 に記入す る)と ともに,わ かる ことを文章 で述 べよ . (D“ ← 逃亡 (p)"を 目標節 とし,SLD反 駁 をす る(解 答用紙 に記 入す る)と ともに,わ かることを文章 で述 べ よ . (g)節 (5-13)が 表 して い る内容 を,で きるだけこなれた 日本語 で述 べ よ . (h)節 (5-12)は 何 のために必 要 なのか (な か った ときに どんな ことで 困るのか)答 えな さい。 6.以 下 の間 に答え よ.答 は最 も適 当な ものを解答欄 に記入せ よ.(15点 ) (a)節 ¬P(“ )∨ ¬R(“ )と R(0)よ り導 出 され る導 出節 は [(7)コ である。なお,0は 定数 とす る。 (b)節 ¬C(υ )∨ となる E(υ )を ホー ン節 の表記法 (← を用 い た表記)に 書 き直す と [(8)コ . (C)(P→ 0)∧ ¬Rを 節集合 に変換す る と [(9)コ となる。ただ し,民 0,Rは 命題 とす る . (d)以 下 の命題や述語 が定義 されて い るもの とす る。 R:雨 が降 って い る F(π ):α はカエルである。 この とき,つ ぎの各文 を論理式 で表せ C(“ ):α は緑色である. J(α ):“ は跳ねて い る . . 」 緑色ではないカエルがいる ・「 J(10) 「 い べ エ い て なら ば る ● がね て る の ル 降っ て ,雨 が 」 カ す J(11) Dし 7.節 集合 {ス (z),¬ θ(“ ),¬ B(2)vθ (1),¬ ス(3)∨ B(υ )}か ら矛盾を導 く導出本 (図 )を 2つ (2種 類)描 くとともに α,υ ,zに 代 入され る項 (定 数 )を それぞれ答え よ.な お,0,1,2,3は 定数 とす る。 (10点 ) ,
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